塑料模具课程设计指导书

塑料注射模具课程设计指导书广东工业大学机电工程学院2010年11月引言本说明书为塑料注射模具设计说明书，是根据塑料模具手册上的设计过程及相关工艺编写的。

编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计等。

由于本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位批评指正。

2010年11月塑料注射模具课程设计指导书一、 题目：材料：PVC二、明确设计任务，收集有关资料：1、了解设计的任务、内容、要求和步骤，制定设计工作进度计划2、将塑料制品零件图转化为CAD平面图，并标好尺寸3、查阅、收集有关的设计参考资料4、了解所设计零件的用途、结构、性能，在整个产品中装配关系、技术要求、生产批量5、塑胶厂车间的设备资料6、模具制造技能和设备条件及可采用的模具标准情况三、工艺性分析分析塑胶件的工艺性包括技术和经济两方面，在技术方面，根据产品图纸，只要分析塑胶件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性能等因素，是否符合模塑工艺要求；在经济方面，主要根据塑胶件的生产批量分析产品成本，阐明采用注射生产可取得的经济效益。

1、塑胶件的形状和尺寸：塑胶件的形状和尺寸不同，对模塑工艺要求也不同。

2、塑胶件的尺寸精度和外观要求：塑胶件的尺寸精度和外观要求与模塑工艺方法、模具结构型式及制造精度等有关。

3、生产批量生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。

4、其它方面在对塑胶件进行工艺分析时，除了考虑上诉因素外，还应分析塑胶件的厚度、塑料成型性能及模塑生产常见的制品缺陷问题对模塑工艺的影响。

四、 确定成型方案及模具型式：根据对塑胶零件的形状、尺寸、精度及表面质量要求的分析结果，确定所需的，模塑成型方案，制品的后加工、分型面的选择、型腔的数目和排列、成型零件的结构、浇注系统等。

五、 工艺计算和设计1、注射量计算：涉及到选择注射机的规格型号，一般应先进行计算。

对于形状复杂不规则的制品，可以利用UG的“分析/质量属性”来计算质量。

或者采用估算估计塑料的用量，及保证足够的塑料用量为原则。

2、浇注系统设计计算：这是设计注射模的第一步，只有完成注系统的设计后才能估算型腔压力、注射时间、校核锁模力，从而进一步校核所选择的注射机是否符合要求。

浇注系统设计计算包括浇道布置、主流道和分流道断面尺寸计算、浇注系统压力降计算和型腔压力校核。

3、成型零件工作尺寸计算：主要有凹模和型芯径向尺寸高度尺寸，其最大值直接关系到模具尺寸大小，而工作尺寸的精度则直接影响到制品精度。

为计算方便，凡孔类尺寸均及其最小尺寸作为公称尺寸，凡轴类尺寸均及最大尺寸作为公称尺寸；进行工作尺寸计算时应考虑塑料的收缩率和模具寿命等因素。

4、模具冷却与加热系统计算：冷却系统计算包括冷却时间和冷却参数计算。

冷却参数包括冷却面积、冷却水空长度和孔数的计算及冷却水流动状态的校核和冷却水入口与出口处温差的校核。

模具加热工艺计算主要是加热功率计算。

5、注射压力、锁模力和安装尺寸校核：模具初步设计完成后，还需校核所选择的注射机注射压力和锁模力能否满足塑料成型要求，校核模具外形尺寸可否方便安装，行程是否满足模塑成型及取件要求。

六、 进行模具结构设计：1、确定凹模尺寸：先计算凹模厚度，再根据厚度确定凹模周界尺寸，在确定凹模周界尺寸时要注意：第一，浇注系统的布置，特别是对于一模多腔的塑料模应仔细考虑模腔位置和浇道布置；第二，要考虑凹模上螺孔的布置位置；第三，主流道中心与模板的几何中心应重合；第四，凹模外形尺寸尽量按国家标准选取。

2、选择模架并确定其他模具零件的主要参数；在确定模架结构形式和定模、动模板的尺寸后，可根据定模、动模板的尺寸，从《塑料模国家标准》GB/T12555-1990和GB/T12556-1990中确定模架规格。

待模架规格确定后即可确定主要塑模零件的规格参数。

再查阅有关零件图表，就可以画装配图了。

七、画装配图一般先画上主视图，再画侧视图和其他视图。

由于注射机大多为卧式的，故注射模也常按安装位置画成卧式，画主视图最好从分型面开始向左右两个方向画比较方便。

1、主视图：绘制模具工作位置的剖面图2、侧视图：一般情况下绘制定模部分视图3、俯视图、局部剖视图等4、列出零件明细表，注明材质和数量，凡标准件须注明规格5、技术要求及说明，包括所选注射机设备型号，所选用的标准模架型号，模具闭合高度，模具间隙及其它要求。

八、绘制各非标准零件图零件图上应注明全部尺寸、公差与配合、行位公差、表面粗糙度、所用材料、热处理方法及其它要求九、编写技术文件1、编写注射成型工艺卡片：根据塑料的成型特点，查阅有关资料，确定合理的注射成型工艺参数，并做成工艺卡片。

（不作要求）2、编写加工工艺过程卡片：选取两个重要模具成型零件，确定加工工艺路线，并做成加工工艺过程卡片。

（不作要求）3、编写设计说明书模具设计的一般流程1）流程图2）对流程图的说明：流程图只说明了在模具设计过程中考虑问题的先后顺序；而在实际的设计过程中可能并不是按此顺序进行设计的。

并且设计中经常要再返回上步或上几步对已经的设计步骤进行修正，直至最终决定设计。

附：设计说明书目录第一部分塑件制品的说明第二部分塑件分析第三部分注射机的型号和规格选择及校核第四部分型腔的数目决定及排布第五部分分型面的选择第六部分浇注系统的设计第七部分成型零件的工作尺寸计算及结构形式第八部分导柱导向机构的设置第九部分推出机构的设计第十部分温度调节系统的设置第十一部分模具的动作过程第十二部分设计小结第十三部分参考资料第一部分塑件制品的说明肥皂盒是日常用品，几乎家家户户都有，商店里出售的肥皂盒也是各式各样，丰富多彩，有很特别的设计以赢得消费者的喜爱。

此次设计的是肥皂盒底座，结构比较简单，但考虑的是其实用性。

为了防止香皂遇水软化，将底座设计成了中间凸起的曲面，并在底座水平放置面处开了漏水孔。

为了防止使用香皂后手滑，特别将肥皂盒侧面设计成了内凹的曲面。

此次产品是在UG 6.0的辅助下完成的。

产品图如下：图1 零件实体图第二部分塑件的分析材料：PVC塑料化学名称：聚氯乙烯比重:1.38克/立方厘米成型收缩率:0.6-1.5%产品需要预热到70~90度，预热时间为4~6小时成型温度：230~330℃成型时间为40~130秒成型特性：1.无定形料，吸湿性小，但为了提高流动性，防止发生气泡则宜先干燥。

2、流动性差，极易分解，特别在高温下与钢、铜金属接触更易分解，分解温度为200°C.分解时有腐蚀及刺激性气体3、成型温度范围小，必须严格控制料温4、用螺杆式注射机及直通喷嘴，孔径易大，以防死角滞料，滞料必须及时处理清除5、模具浇注系统应粗短，浇口截面宜大，不得有死角滞料，模具应冷却，其表面应镀铬第三部分 注射机的型号和规格选择及校核注射模是安装在注射机上的，因此在设计注射模具时应该对注射机有关技术规范进行必要的了解，以便设计出符合要求的模具，同时选定合适的注射机型号。

从模具设计角度考虑，需要了解注射机的主要技术规范。

在设计模具时，最好查阅注射机生产厂家提供的有关“注射机使用说明书”上标明的技术规范，。

因为即使同一规格的注射机，生产厂家不同，其技术规格也略有差异。

1、注射机的选用选用注射机时，通常是以某塑件（或模具）实际需要的注射量初选某一公称注射量的注射机型号，然后依次对该机型的公称注射压力、公称锁模力、模板行程以及模具安装部分的尺寸一一进行校核。

以实际注射量初选某一公称注射量的注射机型号；为了保证正常的注射成型，模具每次需要的实际注射量应该小于某注射机的公称注射量，即：公实V V <式子中，—实际塑件（包括浇注系统凝料）的总体积（）。

实V 3cm 由UG 分析/体测量，可得塑料盒的体积为19.60cm 3，考虑到设计为2腔，加上浇注系统的冷凝料，查阅塑料模设计手册的国产注射机技术规范及特性，可以选择XS—ZY—60.其最大理论注射容量为60cm 3，注射压力为122MPa ，锁模力为500KN ，最大注射面积为130cm 2.模具高度在200~300mm ，最大开模行程180mm 。

喷嘴圆弧半径为12mm ，喷嘴孔直径为4mm 。

2、注射压力的校核该项工作是校核所选注射机的公称压力P 能否满足塑件所成型时需要的注射压力P 0，其值一般为70～150MPa ，通常要求P> P 0。

我们这里选70MPa 。

3、锁模力的校核锁模力是指注射机的锁模机构对模具所施加的最大夹紧力，当高压的塑料熔体充填模腔时，会沿锁模方向产生一个很大的胀型力。

为此，注射机的额定锁模力必须大于该胀型力，即：≥F锁F胀= A 分 × P型F锁—注射机的额定锁模力（N）；P分—模具型腔内塑料熔体平均压力（MPa）；一般为注射压力的0.3～0.65倍，通常取20～40MPa。

我们这里选P型=30MPa。

A分—塑料和浇注系统在分型面上的投影面积之和（mm2）由UG分析/面测量，可得投影面积为70cm2，浇注系统的投影面积不超过10cm2≥∴F锁F胀= A 分 × P型= 80×200×30=4.8×105（N）而锁模力为500KN，大于480KN，符合要求。

4、开模行程与推出机构的校核开模行程是指从模具中取出塑料所需要的最小开合距离，用H表示，它必须小于注射机移动模板的最大行程S。

由于注射机的锁模机构不同，开模行程可按以下两种情况进行校核：一种是开模行程与模具厚度无关；二种是开模行程与模具厚度有关。

我们这里选用的是开模行程与模具厚度无关，且是单分型面注射模具。

1、当开模行程与模具厚度无关时这种情况主要是指锁模机构为液压-机械联合作用的注射机，其模板行程是由连杆机构的做大冲程决定的，而与模厚度是无关的。

此情况又两种类型：⑴对单分型面注射模，所需开模行程H为：S H = H1 + H2 + （5～10） mm≥式中，H1—塑件推出距离（也可以作为凸模高度）（mm）；H2—包括浇注系统在内的塑高度（mm）；S —注射机移动板最大行程（mm）；H —所需要开模行程（mm）。

通过资料可得出（结构见图6）：H = 15 + 95 + 8 = 118（mm）。

⑵对双分型面注射模，所需开模行程为：S机H = H1 + H2 + a +（5～10） mm≥式中，a—中间板与定模的分开距离（mm）。

2、推出机构的校核各种型号注射机的推出装置和最大推出距离各不同，设计模具时，推出机构应与注射机相适应，具体可查资料。

第四部分 分型面的选择分型面是指分开模具取出塑件和浇注系统凝料的可分离的接触表面。